基于滑模控制理论的STATCOM无功补偿控制策略研究

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)能高效灵活地调节输电线路的无功传输,且不受电网电压的影响。考虑到STATCOM在dq坐标下是一个强耦合、非线性系统,采用逆系统方法将原系统进行线性化解耦,构造出其伪线性模型。运用滑模变结构控制理论,设计出伪线性系统的滑模控制律。建立STATCOM的仿真模型对其进行仿真试验并与其他控制方法进行对比,结果表明基于此控制策略设计出的控制器能使补偿器具有良好的效果。

改进控制律的变结构STATCOM无功补偿控制

静止同步补偿器(STATCOM)是柔性交流输电系统(FACTS)的重要组成部件,本文建立了静止同步补偿器在三相静止坐标系下的数学模型,通过PARK变换将ABC坐标转化为d-q坐标。鉴于STATCOM在d-q坐标下的强耦合性,采用状态反馈精确线性化方法将该模型线性化解耦,构造出一个伪线性模型。然后,采用一种改进的指数趋近律变结构控进行了STATCOM无功补偿控制器的设计。最后,使用Matlab/Simulink对所设计的控制器进行了计算机仿真,并与传统的PI控制器比较,说明了变结构控制的STATCOM无功补偿控制器设计的可行性和有效性,同时也证明了改进的指数趋近律变结构控制的优越性。

静止无功补偿器中的PID控制研究

介绍了静止无功补偿器中TCR与TSC的拓扑结构及工作原理,分析了TCR与TSC并联型SVC的结构、原理、控制方式等。采用MATLAB/SIMULINK仿真平台,对静止无功补偿器的基本结构以及整个SVC补偿系统进行了建模与仿真,基于瞬时无功功率理论的无功和谐波电流检测方法,采用PID控制,对仿真前后的波形进行对比,分析SVC的控制过程,验证SVC补偿的有效性。结果表明SVC可以实现对系统无功功率的有效补偿,且具有较好的动态特性。

基于晶闸管STATCOM的无功补偿控制

晶闸管STATCOM(static synchronous compensator)可吸收连续可调的无功,且不受电网电压影响。文中首先分析其数学模型;然后采用逆系统方法构造出伪线性系统,并结合滑模变结构控制理论,实现晶闸管STATCOM对负荷的直接无功功率补偿;最后对该控制系统进行计算机仿真。结果表明,文中采用的控制方法具有较好的动态性能和稳态性能,对负载无功变化的适应能力强。

TSC-DSTATCOM混合型动态无功补偿器及其混杂控制方法

为实现企业配电网低成本大容量连续无功补偿,抑制电压闪变,提出基于TSC(晶闸管投切并联电容器)与DSTATCOM(配电网静止无功补偿器)的混合型动态无功补偿系统。DSTATCOM连续子系统及TSC离散子系统构成的混杂控制系统,采用基于专家决策的三层混杂控制方法,协调控制TSC电容器组的分级投切及DSTATCOM的动态连续补偿,充分利用了各自的优势,引入模糊控制自动调整PI参数改善了系统动、静态性能。仿真分析及实验结果表明了该补偿器的优越性及所提控制方法的有效性。

基于直接电流控制的STATCOM无功补偿仿真

为提高电网的功率因数和补偿电网的无功分量,采用了静止同步补偿器(STATCOM),该补偿器不仅能根据电网无功电流变化来实时检测和补偿电网中的无功电流,而且能使电网的电流相位和电压相位保持一致.重点分析了STATCOM的核心算法,提出了基于d-q变换的直接电流控制方式,并在MATLAB工具中对STATCOM进行了系统的仿真研究.研究结果表明:在给定的条件下,STATCOM保持了电网的电流和电压相位一致,提高了电网功率因数.该补偿器的直接电流控制方式响应速度快,可以很好地补偿电网的无功,提高电网的功率因数.

基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网电压协同控制策略

整县分布式光伏电源的大量开发与利用及分布式电源规模化并网对实现“碳达峰、碳中和”与“乡村振兴”两大国家战略具有重要的现实意义。由于分布式电源发电尖峰和低谷阶段与负荷峰谷时常不同步,进而导致配电系统过/欠电压问题,严重影响了电能质量,甚至威胁系统安全。针对上述问题,本文提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制策略。首先,建立基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制框架。其次,结合多微电网节点注入电流与电压的方程与功率–电压灵敏度分析,根据多节点电压越限程度,提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的多智能体协同调节策略,该策略先通过无功补偿器进行无功调节,当电压尚未得到有效治理时,再采用多微电网进行有功调节。再次,为了进一步满足各节点微电网有功功率调节需求,并考虑电网内部源–荷–储运行成本与污染排放,提出一种基于多目标优化的微电网内部分布式源–荷–储优化协调功率控制策略。最后,在MATLAB平台中设计了3种仿真场景以及IEEE测试系统模型对所提控制策略进行了验证。结果表明,所提出的电压协同控制方法在最经济的情况下可以实现各节点电压的综合高效治理,同时,所提出的微电网优化协调功率控制策略能使源–荷–储在绿色经济的供电模式下实时精准地满足电压治理目标下微电网有功调节的需求。仿真实验结果验证了本文所提控制策略的有效性。

风电场无功补偿工况下级联H桥STATCOM电压平衡控制

针对风电场高电压、大功率场合需要进行无功功率补偿的问题,提出一种基于级联H桥STATCOM的无功功率补偿控制及三相直流电压平衡控制方法。在对较大规模风电场等值的基础上,考虑了风电场中可能出现的电压不平衡情况,在正序和负序坐标系下分别提出了风电场无功功率补偿控制策略。为实现级联H桥STATCOM三相电容电压的平衡控制,分析了风电场与级联H桥STATCOM之间的功率流动,并根据有功功率流动情况,计算了相间电压控制的前馈补偿量和三相需要注入的零序电压,在反馈控制基础上加入前馈控制,从而提高了相间电压平衡的准确性。最后,在MATLAB/Simulink中建立风电场等值模型和级联H桥STATCOM无功功率补偿模型,仿真结果验证了在稳态和电网故障的情况下,所提控制策略对风电场动态无功功率补偿和对级联H桥STATCOM相间电压平衡的有效性。

TSC+STATCOM的混合无功补偿装置协调控制策略研究

提出一种由TSC和STATCOM构成的混合无功补偿装置,兼具TSC大容量、低成本和STATCOM准确无功补偿的优点。采用分层控制结构,利用专家系统来推理协调二者运行。对TSC频繁投切的情况,为避免电容器组投入时的涌流,TSC采用预充电技术,并于电网电压峰值时刻投入。考虑到STATCOM的数学模型为一强耦合、非线性系统,采用逆系统方法对其进行线性化解耦,再用变结构理论进行设计。仿真结果表明,在采用所提控制策略下,该混合无功补偿装置具有良好的补偿效果。

考虑STATCOM多种控制模式的无功储备优化方法

针对静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)在无功补偿以及抑制电压频繁波动等场景下的优良特性,对STATCOM的V-I输出特性进行详细分析,说明其参与电压控制的原理以及和容抗器相比具有的优越性。为了增大STATCOM的无功裕度,使之有足够的能力应对电力系统可能出现的各种扰动,提出STATCOM接入系统的各种控制模式,以及在稳态电压控制模式下的无功置换策略和远方自动电压控制(automatic voltage control,AVC)模式下的无功置换优化方法。在远方AVC模式下,以STATCOM无功置换后出力最小和容抗器动作次数最少为目标函数,将容抗器投切次数作为罚函数引入到目标函数中,并讨论罚函数系数的确定方法和合理性。结果表明,该无功置换优化模型可以满足调压的同时最大限度地提升STATCOM的无功裕度,同时可以使容抗器的动作次数最少。

链式STATCOM综合补偿无功与负序时的控制方法

在理论分析的基础上,提出了链式STATCOM综合补偿无功与负序的控制方法,使得配电系统中的链式STATCOM同时具备优良的无功补偿效果和抑制三相不平衡的能力。仿真和样机实验结果表明:链式STATCOM可以同时补偿无功与负序,能够有效地阻止无功功率和负序电流在配电线路上的流动,从而显著减少电能损耗,提高系统可靠性。

基于STATCOM的风电场无功补偿设计

本文以浙江某海上风电场为背景,以无功补偿装置为研究对象,针对风电场升压站低压侧存在电压波动、谐波干扰等影响电能质量的问题,提出了一种基于静止同步补偿器(STATCOM)的风电场无功补偿设计。该方案通过电压外环和电流内环控制,实现对线路的无功补偿。在此基础上进行实验,通过在MATLAB/SIMULINK平台上搭建仿真模型,验证该设计方案能较好应对电压波动,并稳定线路功率;在实际某海上风电场现场设备中布置±40 MVar的无功补偿设备,通过采集现场数据并分析,结果表明该设计方案能有效抑制五次谐波和七次谐波,降低电压总畸变率,提升电能质量。通过仿真与生产现场实验验证,结果表明该方法能有效改善输出无功补偿效果,提升电能质量,具有良好的实际应用价值。

基于融合终端的无功补偿测量与控制方法

针对无功补偿测量方法测量精度低等问题,本文对无功补偿的测量和控制方法进行研究。本文方法采用融合终端设备收集电网内的信息,并采用基于传统功率理论谐波方法对电网内的电流进行补偿计算,得到需要补偿的数据。根据得到的补偿数据对电网采取无功控制策略。本文方法提升了无功补偿的测量精度,使其达到99.6%。本文方法将融合终端用于无功补偿中,能够实时观测电网内的数据变化,保证无功补偿的准确性和实时性,便于扩展和优化,灵活性较高。

基于电气自动化的无功补偿装置在电源系统中的协调控制研究

电源系统中,无功功率的产生会导致电压波动、线损增加、电能质量下降,为有效提升电源系统的稳定性,减少人工劳动强度,增加电力运行的安全性,文章对基于电气自动化的无功补偿装置在电源系统中的协调控制进行研究,在深入了解无功补偿原理的基础上提出一种固定补偿和动态补偿相结合的智能化无功补偿方式,实现电源系统的协调和控制。该种方式有效解决了有功功率波动和无功补偿的问题,在降低有功网损的同时降低了电源运行成本,实现了经济效益和技术效益的双重提升。

无功补偿技术在电气工程自动化控制中的应用分析

伴随我国各项科学技术的不断发展,国内的电气自动化控制技术也正不断进步。在科技飞速发展的时代背景下,无功补偿技术已逐渐成为电气工程领域中不可或缺的一环。该技术的广泛应用,极大地促进了生产效率的提升,并且也对社会经济的发展起到了积极的推动作用。本篇文章便针对无功补偿技术以及电气工程自动化技术展开概述,之后深入剖析了国内电气自动化控制技术的当前发展状况,最后提出在电气工程自动化控制中应用无公务补偿技术的有效路径。

基于状态检测的风力发电站设备无功补偿控制研究

本文旨在研究基于状态检测的风力发电站设备无功补偿控制。研究目的是提高风力发电系统的功率因数和电能质量,以解决其波动性和不稳定性带来的影响。研究内容包括无功补偿设备状态检测方法的比较和无功补偿控制策略的分析。实验结果显示,基于序列阻抗和基于谐波扰动的方法在设备状态检测方面表现较好,动态无功补偿方法在提高功率因数和电能质量方面效果显著。该研究为优化风力发电站的无功补偿控制提供了指导。

电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用

本文探讨了电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用,分析了电工电子技术的特点及其在电力系统中的重要性。同时,本文重点讨论了复合开关、机械式接触设备和无触点晶闸管等技术在提升电网稳定性和效率方面的作用,并展望了电力电子技术的未来发展,强调了其在实现电网智能化和节能减排中的关键作用。

配电网无功补偿优化控制对分布式光伏线路电压的影响

分布式电源(光伏、储能、水电、风电、生物质发电等)在全社会用电负荷中的占比越来越高,分布式电源点附近电压大幅抬升,合理的无功补偿可降损节能和提高电压质量。提出一种配电网无功补偿优化控制方法,通过对候选补偿节点进行筛选,排除部分无效节点,从而快速、有效地确定配电网中待补偿节点个数,再以不同的无功功率分布下有功损耗最小为目标确定补偿点位置和容量,实现配电网的最佳无功补偿,改善线路电压。

三电平静止无功补偿器控制策略探究

近年来,新能源的并网发电量越来越大,在这一背景下,需要通过技术措施提高电网的稳定性和电能质量。三电平静止无功补偿器对以上目标的实现具有重要作用,而传统的电压电流双闭环脉冲量输入控制策略存在一定的缺陷,不能适应大功率场景。文章重点分析了模型预测电流控制策略中的多步预测控制算法,将其应用于三电平静止无功补偿器。经过仿真,该控制策略显著降低了电网电流总谐波失真和开关频率,实用性更强。

含大规模分布式光伏接入电网的无功电压控制降损方法研究

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的无功电压控制降损方法。通过建立目标函数,设定约束条件,采用敏感性分析方法分析电压稳定性,将敏感度较高的值作为无功补偿位置,并对当前负荷进行预测,确定最佳的补偿容量,实现电网降损。试验结果表明:所提方法降损后较降损前基准电压更趋于1 pu,更为稳定,所提方法能够针对光伏控制接入分布特性,有效控制无功功率变化情况,相对于其他方法,无功功率波动较小,表现出较好的降损效果。